KR101234822B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 밸브장치가 보다 간소화된 구조를 가지면서도 슬림(slim)해질 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 압축실을 형성하는 실린더와, 냉매흡입실과 냉매토출실이 형성된 실린더헤드와, 상기 실린더와 실린더헤드 사이에 상기 냉매흡입실로부터 상기 압축실로 흡입되거나 상기 압축실로부터 상기 냉매토출실로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하도록 마련된 밸브장치를 구비하고, 상기 밸브장치는 상기 압축실과 냉매흡입실 사이를 연통시키는 흡입공 및 상기 냉매토출실과 압축실 사이를 연통시키는 토출공을 구비하는 밸브플레이트와, 상기 흡입공과 토출공을 각각 개폐하도록 상기 밸브플레이트에 결합되는 흡입밸브 및 토출밸브를 포함하며, 상기 흡입밸브와 토출밸브는 각각 플랩형태로 마련되어 상기 밸브플레이트에 내장되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

밀폐형 압축기 {HERMETIC TYPE COMPRESSOR}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 전체적인 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 밸브장치의 구조를 분해 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 밸브장치에 있어서, 흡입밸브가 설치되는 밸브플레이트의 일면 구조를 나타낸 사시도로, 흡입밸브가 밸브플레이트로부터 분리된 상태를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 밸브장치에 있어서, 토출밸브가 설치되는 밸브플레이트의 타면 구조를 나타낸 사시도로, 토출밸브가 밸브플레이트로부터 분리된 상태를 나타낸 것이다.

도 5는 도 3의 흡입밸브가 밸브플레이트에 결합된 상태를 도시한 평면도이다.

도 6은 도 4의 토출밸브가 밸브플레이트에 결합된 상태를 도시한 평면도이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 밸브장치에 있어서, 흡입밸브와 토출밸브가 밸브플레이트에 설치된 상태를 도시한 측단면도로, 흡입밸브와 토출밸브의 개폐동작을 나타낸 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

15: 밸브장치 40: 밸브플레이트

41: 흡입공 42: 토출공

43: 제1안착홈 44: 제2안착홈

50: 흡입밸브 60: 토출밸브

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브장치가 보다 간소화된 구조를 가지면서도 슬림(slim)해질 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기나 냉장고 등의 냉동사이클에 채용되어 냉매를 압축하도록 마련된 밀폐형 압축기는 밀폐용기를 통해 외관을 이루며, 밀폐용기의 내부에는 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛과, 냉매의 압축 구동력을 제공하는 구동유닛이 설치된다.

구동유닛의 구동력은 회전축을 통해 압축유닛으로 전달되는데, 압축유닛은 상기 회전축의 편심부과 커넥팅로드를 통해 연결되는 피스톤과, 상기 피스톤이 직선왕복운동하게 되는 압축실을 형성하는 실린더와, 상기 압축실을 밀폐시키도록 실린더에 결합되며 냉매흡입실과 냉매토출실이 상호 구획되게 마련된 실린더헤드와, 실린더와 실린더헤드 사이에 개재되어 냉매흡입실로부터 압축실로 흡입되거나 압축실에서 압축되어 냉매토출실로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하는 밸브장치를 구비한다.

여기서 상기 냉매흡입실은 외부로부터 밀폐용기 내부로 전달된 냉매를 상기 압축실로 안내하고, 상기 냉매토출실은 압축실로부터 압축되어 토출되는 냉매가 밀폐용기 외부로 토출될 수 있도록 안내하게 된다.

이러한 구성을 통해 구동유닛의 구동으로 회전축이 회전하게 되며, 회전축의 편심부와 커넥팅로드를 통해 연결된 피스톤이 압축실 내부에서 직선왕복운동하게 되고, 이를 통해 압축실 내부와 외부 사이에 발생하는 압력차로 인해 밀폐용기 내부로 안내된 냉매는 상기 냉매흡입실을 거쳐 압축실로 흡입되어 압축되고, 상기 압축실에서 압축되어 토출되는 냉매는 상기 냉매토출실으로 토출된 후 상기 밀폐용기 외부로 공급된다.

한편, 이러한 종래 밀폐형 압축기에 채용되는 통상적인 밸브장치는 상기 냉매흡입실과 압축실을 연통시키기 위한 흡입공 및 상기 압축실()과 냉매토출실을 연통시키기 위한 토출공을 구비하여 상기 실린더와 실린더헤드 사이에 마련되는 밸브플레이트와, 흡입공을 개폐하도록 실린더 쪽 밸브플레이트 일면에 설치되는 흡입밸브와, 토출공을 개폐하는 토출밸브를 구비하여 상기 실린더헤드 쪽 밸브플레이트 타면에 설치되는 토출밸브조립체를 포함하여 구성된다.

흡입밸브는 밸브플레이트의 크기에 대응하는 크기를 갖는 필름형태로 마련되며, 이러한 흡입밸브의 내측에는 실질적으로 흡입공을 개폐하기 위한 개폐부가 일 체로 마련되고, 상기 개폐부는 흡입밸브 내측에 고정단을 형성하게 될 일단부 가장자리를 절개하여 플랩형태를 취하게 된다.

그리고 상기 토출밸브조립체는 플랩형태로 마련되는 상기 토출밸브와, 토출밸브를 지지하며 스크류를 통해 토출밸브와 함께 밸브플레이트에 고정되도록 토출밸브 외측에 복개되는 브래킷 등을 포함하여 구성된다.

또 상기 흡입밸브와 실린더 사이 및 밸브플레이트와 실린더헤드 사이에는 각각 가스켓이 개재되고, 밸브장치를 구성하는 이러한 한 쌍의 가스켓과 상기 흡입밸브 및 밸브플레이트는 토출밸브 조립체가 밸브플레이트에 설치된 상태에서 상기 실린더헤드와 함께 고정볼트를 통해 실린더에 결합된다.

따라서 상기 피스톤의 직선왕복운동시 상기 흡입밸브의 개폐부와 토출밸브는 그 자유단을 통해 상기 흡입공과 토출공이 서로 상반되게 개폐되도록 함으로써 압축실로 흡입되거나 압축실로부터 토출되는 냉매의 흐름을 단속하게 된다.

그러나 이러한 종래 밀폐형 압축기는 상기 흡입밸브와 토출밸브 조립체가 상기 상기 밸브플레이트 표면으로부터 외측으로 돌출된 구조를 갖기 때문에, 밸브장치의 두께가 두꺼워지면서 상기 밀폐용기 내부의 공간활용도가 저하되는 문제점이 있었으며, 실질적으로 상기 토출공을 개폐시키는 상기 토출밸브 외에도 토출밸브의 설치를 위한 상기 브래킷 등이 추가되면서 밸브장치의 구성이 전체적으로 복잡해지는 문제점이 있었다.

또 이러한 종래 밸브장치는 밸브플레이트 크기의 상기 흡입밸브가 밸브플레이트 표면에 전체적으로 접하는 구조를 갖기 때문에, 상기 개폐부와 흡입공 주변의 밸브플레이트 사이는 물론 상기 개폐부 바깥 부분의 흡입밸브와 밸브플레이트 사이가 조금이라도 접촉불량이 될 경우 흡입밸브가 전체적을 뒤틀리게 되면서 개폐부에 의한 흡입공의 개폐동작이 원활하게 이루어지지 못하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 밸브장치가 보다 간소화된 구조를 가지면서도 슬림(slim)해질 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 압축실을 형성하는 실린더와, 냉매흡입실과 냉매토출실이 형성된 실린더헤드와, 상기 실린더와 실린더헤드 사이에 상기 냉매흡입실로부터 상기 압축실로 흡입되거나 상기 압축실로부터 상기 냉매토출실로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하도록 마련된 밸브장치를 구비하고, 상기 밸브장치는 상기 압축실과 냉매흡입실 사이를 연통시키는 흡입공 및 상기 냉매토출실과 압축실 사이를 연통시키는 토출공을 구비하는 밸브플레이트와, 상기 흡입공과 토출공을 각각 개폐하도록 상기 밸브플레이트에 결합되는 흡입밸브 및 토출밸브를 포함하며, 상기 흡입밸브와 토출밸브는 각각 플랩형태로 마련되어 상기 밸브플레이트에 내장되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 흡입공 출구 둘레의 밸브플레이트 일면에는 상기 흡입밸브의 수용을 위한 제1안착홈이 마련되고, 상기 토출공 출구 둘레의 밸브플레이트 타면에는 상기 토출밸브의 수용을 위한 제1안착홈이 마련되며, 상기 흡입밸브와 토출밸브는 각각의 고정단을 통해 상기 각 안착홈의 바닥면에 스폿용접된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 흡입 및 배출밸브의 고정단 쪽은 상기 각 안착홈의 측벽에 밀착되고, 상기 흡입밸브와 토출밸브의 자유단 쪽은 상기 각 안착홈의 측벽과 소정간격 이격되도록 마련된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 흡입밸브와 토출밸브의 최대 두께는 상기 흡입 및 토출밸브가 안착되는 상기 각 안착홈의 깊이인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 도 1과에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(1)를 통해 외관을 이루게 되며, 밀폐용기(1)의 일측과 타측에는 외부로부터 밀폐용기(1) 내부로 유입되는 냉매의 안내를 위한 흡입관(2)과 밀폐용기(1) 내부에서 압축된 냉매를 밀폐용기(1) 외부로 안내하는 토출관(3)이 각각 설치된다.

밀폐용기(1)의 내부에는 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛(10)과, 냉매의 압축에 따른 구동력을 제공하기 위한 구동유닛(20)이 프레임(30)을 통해 설치되는데, 이중 구동유닛(20)은 프레임(30)의 상부 외곽 측에 고정되도록 마련된 고정자(21)와, 고정자(21)와의 전기적인 상호작용으로 회전하도록 고정자(21) 내측에 마련되는 회전자(22)를 구비하며, 회전자(22)의 중앙에는 회전자(22)와 함께 회전하도록 회전축(23)이 압입되어 구동유닛(20)의 구동력을 압축유닛(10)으로 전달하게 된다.

회전축(23)의 하단은 프레임(30)의 중앙을 회전 가능하도록 관통하여 프레 임(30) 하부로 연장되고, 이러한 회전축(23)의 하단에는 회전축(23)의 회전시 편심회전하도록 편심부(24)가 형성된다.

또 압축유닛(10)은 상기 편심부(24)와 커넥팅로드(11)를 통해 연결되는 피스톤(12)과, 상기 피스톤(12)이 내부에서 직선왕복운동하는 압축실(13a)을 형성하도록 프레임(30) 하부 일측에 마련된 실린더(13)와, 압축실(13a)을 밀폐시키도록 실린더(13) 일단에 결합되며 냉매흡입실(14a)과 냉매토출실(14b)이 상호 구획되게 마련된 실린더헤드(14)와, 실린더(13)와 실린더헤드(14) 사이에 개재되어 냉매흡입실(14a)로부터 압축실(13a)로 흡입되거나 압축실(13a)에서 압축되어 냉매토출실(14b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하는 밸브장치(15)를 구비한다.

여기서 실린더헤드(14)의 냉매흡입실(14a) 측에는 흡입관(2)을 따라 밀폐용기(1) 내부로 전달된 냉매를 상기 냉매흡입실(14a) 측으로 안내함과 동시에 흡입냉매의 흡입소음을 저감시키기 위한 흡입머플러(4)가 설치되며, 냉매토출실(14b)의 토출냉매는 프레임(30) 내부에 형성된 연결유로(미도시)를 통해 압축실(13a) 일측 프레임(30)의 하부에 형성된 토출머플러(5)로 안내되어 맥동이 저감된 상태로 그 입구가 토출머플러(5)에 연결되는 상기 토출관(3)을 따라 밀폐용기(1) 외부로 전달된다.

한편, 본 실시예에 있어서, 상기 밸브장치(15)는 보다 슬림(slim)한 형태를 취하면서도 간소화된 구조를 갖도록 마련되어 밀폐형 압축기의 전반적인 제품 신뢰성을 향상시키게 되는데, 다음은 이러한 밸브장치(15)의 구성에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 밸브장치(15)는 상기 냉매흡입실(14a)과 압축실(13a) 사이를 연통시키기 위한 흡입공(41) 및 압축실(13a)과 냉매토출실(14b)을 연통시키기 위한 토출공(42)을 구비하여 실린더(13)와 실린더헤드(14) 사이에 마련되는 밸브플레이트(40)와, 상기 흡입공(41)을 개폐하도록 마련되는 흡입밸브(50)와, 상기 토출공(42)을 개폐하도록 마련된 토출밸브(60)를 포함하여 구성되며, 밸브플레이트(40)와 실린더(13) 사이 및 밸브플레이트(40)와 실린더헤드(14) 사이에는 이들 사이를 밀폐시켜 냉매의 유출이 방지되도록 하는 제1 및 제2가스킷(70,80)이 각각 설치된다.

흡입밸브(50)와 토출밸브(60)는 각각 자유단(51,61)과 고정단(52,62) 및 자유단(51,61)과 고정단(52,62) 사이를 연결하는 연결부(53,63)를 구비하는 소정길이의 플랩형태로 마련되는데, 상기 흡입공(41) 출구 둘레의 밸브플레이트(40) 일면에는 상기 흡입밸브(50)의 수용을 위한 제1안착홈(43)이 마련되고, 상기 토출공(42) 출구 둘레의 밸브플레이트(40) 타면에는 토출밸브(60)의 수용을 위한 제2안착홈(44)이 마련된다.

따라서 본 실시예에 따른 밸브장치(15)는 이와 같이 흡입밸브(50)와 토출밸브(60)가 밸브플레이트(40)에 내장되는 구조로 인해 밸브장치(15)의 전체적인 두께가 줄어들게 되면서 밀폐용기(1) 내부의 공간활용도가 향상된다. 이때 상기 흡입밸브(50)와 토출밸브(60)는 그 최대 두께가 상기 각 안착홈(43,44)의 깊이를 넘지 못하도록 마련되는 것이 바람직하다.

그리고 이러한 상태에서는 종래와 달리 상기 밸브플레이트(40)가 흡입공(41) 출구 둘레에 형성되는 제1안착홈(43)의 바닥면(43a)을 통해서만 상기 흡입밸브(50)와 접하는 구조를 갖기 때문에, 상기 제1안착홈(43)의 바닥면(43a)만을 평탄하게 형성할 경우 흡입밸브(50)와 밸브플레이트(40)가 항시 안정적으로 접촉된 상태를 유지할 수 있게 되어 흡입밸브(50)에 의한 흡입공(41)의 개폐동작도 보다 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

또한 상기 흡입밸브(50)와 토출밸브(60)는 각각의 고정단(53,63)을 통해 밸브플레이트(40)에 고정된 상태에서 상기 자유단(51,61)이 연결부(53,63)와 함께 상기 고정단(52,62)을 기준으로 밸브플레이트(40) 외측으로 회동하면서 상기 흡입공(41)과 토출공(42)을 개폐하게 되는데, 이러한 흡입밸브(50)와 토출밸브(60)는 상기 각 고정단(52,63)이 상기 각 안착홈(43,44)의 바닥면(43a,44a)에 스폿용접을 통해 결합되도록 함으로써 상기 밸브플레이트(40)에 직접 결합된다.

따라서 이때는 종래 브래킷과 같은 별도의 부재가 삭제된 상태에서 토출밸브(60)가 밸브플레이트(40)에 결합될 수 있게 되어 밸브장치(15)의 전체적인 구성 또한 간소화 된다.

또한 도 5과 도 6에 도시된 바와 같이, 제1안착홈(43)에 수용된 흡입밸브(50)와 제2안착홈(44)에 수용된 토출밸브(60)는 각각 고정단(52,62) 쪽은 상기 안착홈(43,44)의 내벽(43b,44b)에 밀착되도록 마련되어 흡입밸브(50) 및 토출밸브(60)가 개폐동작시 개폐방향과 교차하는 방향으로 유동되는 것을 억제할 수 있도록 하고, 상기 자유단(51,61) 쪽은 상기 안착홈(43,44)의 측벽(43b,44b)과 소정간격 이격되도록 하여 상기 자유단(51,61)의 개폐동작이 상기 안착홈(43,44)의 측 벽(43b,44b)에 간섭받지 않도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 이와 같이 흡입밸브(50)와 토출밸브(60)가 결합된 밸브플레이트(40)와 제1 및 제2가스킷(70,80)은 실린더(13)와 실린더헤드(14) 사이에 순차적으로 개재된 상태에서 실린더헤드(14)를 실린더(13)에 고정시키도록 실린더헤드(14)의 각 모서리 측에 체결되는 고정볼트(90)를 통해 실린더(13)와 실린더헤드(14) 사이에 설치되며, 이렇게 설치된 밸브장치(15)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(12)의 직선왕복운동에 따라 상기 흡입밸브(50)와 토출밸브(60)의 자유단(51,61)이 상기 흡입공(41)과 토출공(42)을 서로 상반되게 개폐되도록 함으로써 압축실(13a)로 흡입되거나 압축실(13a)로부터 토출되는 냉매의 흐름을 단속하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 밸브장치에 있어서 흡입공과 토출공을 개폐하도록 밸브플레이트에 설치되는 흡입밸브와 토출밸브가 밸브플레이트에 내장될 수 있게 되어 밸브장치의 슬림화가 가능하게 되며, 상기 흡입밸브와 토출밸브가 스폿용접을 통해 밸브플레이트에 직접 결합됨에 따라 밸브 체결을 위한 별도의 부품이 삭제되어 밸브장치의 구성 또한 간소화되는 이점을 갖는다.

Claims (4)

1. 압축실을 형성하는 실린더와, 냉매흡입실과 냉매토출실이 형성된 실린더헤드와, 상기 실린더와 실린더헤드 사이에 상기 냉매흡입실로부터 상기 압축실로 흡입되거나 상기 압축실로부터 상기 냉매토출실로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하도록 마련된 밸브장치를 구비하고,

   상기 밸브장치는 상기 압축실과 냉매흡입실 사이를 연통시키는 흡입공 및 상기 냉매토출실과 압축실 사이를 연통시키는 토출공을 구비하는 밸브플레이트와, 상기 흡입공과 토출공을 각각 개폐하도록 상기 밸브플레이트에 결합되는 흡입밸브 및 토출밸브를 포함하며,

   상기 흡입밸브와 토출밸브는 각각 플랩형태로 마련되어 상기 밸브플레이트에 내장되도록 설치된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 흡입공 출구 둘레의 밸브플레이트 일면에는 상기 흡입밸브의 수용을 위한 제1안착홈이 마련되고, 상기 토출공 출구 둘레의 밸브플레이트 타면에는 상기 토출밸브의 수용을 위한 제1안착홈이 마련되며, 상기 흡입밸브와 토출밸브는 각각의 고정단을 통해 상기 각 안착홈의 바닥면에 스폿용접된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 흡입 및 배출밸브의 고정단 쪽은 상기 각 안착홈의 측벽에 밀착되고, 상기 흡입밸브와 토출밸브의 자유단 쪽은 상기 각 안착홈의 측벽과 소정간격 이격되도록 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 흡입밸브와 토출밸브의 최대 두께는 상기 흡입 및 토출밸브가 안착되는 상기 각 안착홈의 깊이인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.

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